제1장: 연-아연 광석 자원 및 선광 특성
1.1 글로벌 자원 분포 특징
주요 광화 유형:
퇴적성 열수 분출성 광상 (55%)
미시시피 밸리형 광상 (30%)
화산성 괴상 황화물 (VMS) 광상 (15%)
대표적인 광상:
중국 팡코우 광상 (확인 매장량: Pb+Zn >500만 톤)
호주 마운트 아이사 광산 (평균 아연 품위: 7.2%)
광물학적 연관성:
밀접한 PbS-ZnS 공생 (입자 크기 분포: 0.005-2mm)
귀금속 연관성 (Ag 함량: 50-200g/t, 은을 함유한 방연광으로 자주 나타남)
1.2 공정 광물학적 과제
섬아연석의 가변적인 철 함량 (Fe 2-15%):
표면 화학 변화로 인해 부유 거동에 영향, 고철 섬아연석 (>8% Fe)은 더 강력한 활성화 필요
2차 구리 광물 (예: 공작황):
아연 정광 내 구리 오염 유발 (일반적으로 >0.8% Cu), 선택적 억제제 필요 (예: Zn(CN)₄²⁻ 착물)
슬라임 코팅 효과:
-10μm 입자가 15% 초과 시 중요해짐, 완화 방법:
---분산제 (규산나트륨)
---단계별 분쇄-부유 회로
제2장: 현대 선광 공정 시스템
---1차 폐쇄 회로 분쇄: 사이클론 분류, 순환 부하: 120-150%
---목표 미세도: 74μm 통과 65-75%, 방연광 유리도: >90%
---시약 계획:
시약 유형 | 투여량 (g/t) | 작용 기전 |
생석회 | 2000-4000 | pH 9.5-10.5 조정 |
디에틸 디티오카르바메이트 (DTC) | 30-50 | 선택적 방연광 포집제 |
MIBC (발포제) | 15-20 | 거품 안정성 제어 |
---장비 구성: JJF-8 부유조: 조광용 4조 + 정광용 3조
---CuSO₄ 투여량: 250±50 g/t, 혼합 강도(동력 밀도: 2.5 kW/m³)로 최적화
---전위(Eh) 제어 범위: +150 ~ +250 mV
주요 기술적 돌파구:
---고효율 복합 포집제 (AP845 + 디부틸 디티오인산 암모늄, 1:3 비율)
---선택적 억제 제거 기술 (Na₂CO₃를 사용하여 pH 7.5±0.5 조정)
산업 적용 사례:
---내몽골 광산에서 처리량 22% 증가 (4,500 t/d 달성)
---아연 정광 품위 3.2%p 향상
전처리 서브시스템:
---매체 밀도 제어 (자철광 분말 D50=45μm)
---3제품 사이클론 (DSM-800형) 분리 효율 Ep=0.03
경제성 분석:
---폐기물 제거율이 35-40%에 도달하면 분쇄 비용 28-32% 절감
제3장: 연-아연 광석 선광 시약
시약 | 대상 광물 | 투여량 (g/t) | pH 범위 | 주요 특징 |
크산테이트 (예: SIPX) | ZnS | 50-150 | 7-11 | 비용 효율적, CuSO₄ 활성화 필요 |
디티오인산염 (DTP) | PbS | 20-60 | 9-11 | Zn에 대한 높은 Pb 선택성 |
지방산 | 산화 광석 | 300-800 | 8-10 | 분산제 필요 (예: Na₂SiO₃) |
아민 (예: 도데실아민): 규산염 제거를 위한 역부유에 사용, 투여량: 100-300 g/t, pH 6-8
아미노-카르복실산: 복합 광석에서 Zn에 선택적, pH 4-6 (Eh = +200 mV)에서 효과적
시약 | 기능 | 투여량 (kg/t) | 대상 불순물 |
Na₂S | Pb 회로에서 Zn 억제 | 0.5-2.0 | FeS₂, ZnS |
ZnSO₄ + CN⁻ | 황철석 억제 | 0.3-1.5 | FeS₂ |
전분 | 규산염 억제 | 0.2-0.8 | SiO₂ |
Na₂CO₃ | pH 조절제 (9-10에서 완충) | 1.0-3.0 | - |
복합 선광 시약은 물리적 혼합 또는 화학적 합성을 통해 두 개 이상의 기능성 성분(포집제, 억제제, 발포제 등)을 통합하여 형성된 다기능 시약 시스템을 의미합니다. 조성에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다:
개별 시약의 기계적 혼합 (예: 디에틸디티오카르바메이트 (DTC) + 부틸 크산테이트, 1:2 비율)
전형적인 예:
LP-01 복합 포집제 (크산테이트 + 티오카르바메이트)
분자적으로 설계된 다기능 시약
전형적인 예:
히드록삼산-티올 복합체 (이중 포집제-억제제 기능)
쯔비터이온성 고분자 억제제
제4장: 주요 장비 및 기술적 매개변수
조광 단계: KYF-50 부유기 (통기율: 1.8 m³/m²·min)
정광 단계: 부유 컬럼 (Jameson Cell, 기포 직경: 0.8-1.2 mm)
비교 테스트 데이터: 기존 기계식 vs. 통기식 셀: 회수율 차이 ±3.5%
온라인 분석기 구성:
---Courier SLX (슬러리 XRF, 분석 주기: 90 s)
---Outotec PSI300 (입자 크기 분석, 오차 <±2%)지능형 제어 전략:
---퍼지-PID 기반 시약 투여 시스템 (제어 정확도: ±5%)
---디지털 트윈 최적화 플랫폼 (12시간 공정 지표 예측 가능)
제5장: 환경 보호 및 자원 종합 활용
5.1 폐수 처리 기술
---1차 처리 (중화/침전, pH=8.5-9.0)
---2차 처리 (생물학적 제제, COD 제거 효율 >85%)
재사용 수질 기준:
---중금속 이온 농도 (Pb²⁺ <0.5 mg/L)
5.2 잔재물 가치화유가 성분 회수:
---황 농축물 생산 (자력 선별-부유 결합, S 등급 >48%)
대량 활용 방법:
---시멘트 첨가제 (15-20% 혼합 비율)
---지하 채움재 (슬럼프 제어 18-22 cm)
제6장: 기술-경제 지표 비교
6.1 일반적인 농축 공장 운영 데이터
생산 비용 구조:
비율 (%)
단위 비용 (USD/t)* | 분쇄 매체 | 28-32 |
1.2-1.5 | 부유 시약 | 18-22 |
0.75-1.05 | 에너지 소비 | 25-28 |
1.05-1.35 | *참고: 1 CNY ≈ 0.15 USD 환율 | 6.2 기술 업그레이드 혜택 |
사례 연구: 2,000 t/d 농축 공장 개조
개조 전
개조 후 | 개선 | 아연 회수율 | 82.3% |
89.7% | +7.4% | 시약 비용 | 6.8 CNY/t |
5.2 CNY/t | -23.5% | 물 재사용률 | 65% |
92% | +27% | 제7장: 미래 기술 개발 방향 | 7.1 단공정 분리 기술 |
초전도 자력 선별 (배경 자기장 강도: 5 Tesla, -0.5mm 재료 처리)
7.2 친환경 선광 돌파구
생물 시약 개발 (예: 리포펩타이드 기반 포집제)